Сланцевый газ. Каковы плюсы и минусы его использования? Плюсы добычи нефти


Сланцевый газ. Каковы плюсы и минусы его использования? | Мир вокруг нас

Месторождения сланцевого газа встречаются практически на всех континентах. Любое государство, испытывающее проблемы в топливно-энергетической сфере, может обеспечить себя достаточным количеством энергоресурсов благодаря сланцевому газу. Его запасы хранятся в толще сланцевых осадочных пород, и хоть по отдельности они невелики, зато в совокупности весьма внушительны, что усложняет технологию добычи.

Заявления экспертов о неисчерпаемых или, по крайней мере, колоссальных резервах сланцевого газа вызывают повышенный интерес у мировой общественности. Часто такие заявления способствуют возникновению необоснованных мифов о светлых перспективах человечества.

Менее восторженное отношение к уникальным особенностям сланцевого газа связано с всемирным опытом использования таких «новаторских» видов возобновляемых энергоресурсов, как, например, атомные электростанции, на развитие которых наложен запрет во многих странах после трагедий на Фукусиме и Чернобыле.

По физико-химическим свойствам обработанный сланцевый газ ничем не отличается от привычного природного газа, основную часть которого составляют метан и примеси более тяжелых углеводородов — этана, пропана, бутана.

Производство сланцевого газа в промышленных масштабах было начато в 2002 году американской компанией Devon energy, и всего через семь лет США стали абсолютным лидером его добычи. Крупнейшие топливные предприятия, вложившие более $ 20 млрд. в активы, связанные с этой деятельностью, вызвали настоящий ажиотаж, окрещённый СМИ «сланцевой революцией». На мировом рынке стоимость нефти и природного газа стала падать.

Тонкости добычи сланцевого газа

Как добраться до сланцевого месторождения? Просто так взять и пробурить скважину в районе образования сланцевых пластов не эффективно — выход газа будет мизерным. Поэтому для достижения необходимого результата используют горизонтальное бурение, дополненное гидроразрывом пласта (ГРП).

Процесс идёт в несколько стадий. На первой стадии в самую дальнюю часть скважины под давлением закачиваются тысячи кубометров гидроразрывной жидкости с химикатами. Затем участок трубы в 200 метров блокируется специальным клапаном, и следующий разрыв делается уже ближе к выходному отверстию скважины. Получается, если её длина составляет 1500 метров, то на всём протяжении требуется произвести семь-восемь гидроразрывов.

Вместе с жидкостью в образовавшиеся пустоты поступает гранулообразный материал — пропант, состоящий из речного песка или стеклянных шариков. Он обладает фильтрующими свойствами и сохраняет проницаемость трещин, получаемых в процессе ГРП, по которым газ течёт в ствол скважины.

Данные технологии достаточно хорошо отработаны, что позволяет им успешно использоваться в коммерческом производстве.

Как геологи бурят горизонтальную скважину? Сперва они делают вертикальный ствол и на большой глубине при помощи специальных отклонителей изменяют его направление под определённым углом и азимутом. Бурение, как правило, сопровождается системой навигации. Оператор, находящийся на поверхности, следит за процессом и в любую минуту может дать сигнал, если что-то пошло не так.

Мифы добычи сланцевого газа

Дороговизна производства. Международное Энергетическое Агентство рассчитало себестоимость обычного газа в США, которая составила $ 3−7 за МБТЕ (британская термическая единица), а себестоимость сланцевого получилась… внимание… точно такая же!

Но в Европейском Союзе цены на обычный газ уже $ 5−9 за МБТЕ. Поэтому любые подобные сравнения будут корректными тогда, когда они будут проводиться в одном и том же регионе. А так, конечно, традиционный газ, добытый где-то в Западной Азии, намного дешевле сланцевого.

Нетранспортабельность, примеси, малопригодность. Противники использования сланцевого газа заявляют, что он на треть состоит из азота и прочих неуглеводородных веществ. Сложно сказать, откуда растут ноги у этого мифа. Если посмотреть на графики и таблицы составов традиционного газа и сланцевого, то станет видно, что в обоих случаях метан с гомологами имеют 97%, а примеси — 3%. То есть состав идентичен, а 3% «чужеродных» агентов — это весьма приемлемый результат.

Для справки: советское руководство закрывало глаза на тот факт, что добытый газ в крупном месторождении «Прикаспийское» состоял на 23% из сероводорода и на 20% из углекислоты. А европейское предприятие «Грёнинген» спокойно выкачивает газ с долей азота 14%.

Реалии добычи сланцевого газа

Сложность производства. Если экономическая и энергетическая выгода сланцевого и традиционного газа совпадают, то с технологией добычи дело обстоит иначе. Всевозможные необходимые «навороты» — гидроразрывы, горизонтальное бурение и т. д., значительно усложняют производство. Но с другой стороны, такая сложность оправдана, ибо сланцевые скважины имеют высокую продуктивность.

Экологические риски. Противники РГП — основного метода добычи сланцевого газа — критикуют его за появление в скважинной воде большого количества опасных для человека веществ, включая толуол, бензол, ксилолы и др. В местах применения РГП ситуация чуть ли не катастрофическая: люди чаще болеют, у животных выпадает шерсть, а воздухом становится сложнее дышать.

При этом нужно отметить, что в настоящее время РГП активно используется для разработки новых нефтяных месторождений, где обычный способ не подходит из-за низкой рентабельности. Крупнейшая российская компания «Роснефть» производит около двух тысяч операций по РГП в год и даже транслирует некоторые из них в прямом эфире через Интернет. Но почему-то сие обстоятельство никто не замечает.

Перспективы добычи сланцевого газа

Единственной страной, которая масштабно ведёт добычу сланцевого газа, являются США. В Европе о серьёзных перспективах этого сырья речь не идёт, кроме разве что Польши, где имеются крупные залежи газоносных сланцев, а также инфраструктура для их добычи. В соседних странах, особенно Германии и Франции, в которых действуют строгие законы по охране природы, эту промышленность скорее всего не будут развивать.

В России до настоящего времени сланцевым газом ни одна компания не занимается. Но это не удивительно при наличии огромных традиционных залежей газа. Однако правительство РФ предлагает начать разработку сланцев в ближайшее время.

Споры об опасности добычи сланцевого газа не утихают. Безусловно, применяющиеся технологии наносят ущерб окружающей среде, и чтобы сохранить природу, необходимо развивать и разрабатывать более экологичные источники энергии. Но пока их нет, придётся и дальше довольствоваться тем, что имеем.

shkolazhizni.ru

Плюсы и минусы дешевой нефти

Палата представителей США в начале этого месяца проголосовала по вопросу, который представлялся немыслимым всего лишь несколько лет назад: снятие ограничения на экспорт сырой нефти отечественного производства, которое действует с 1970 года. Эта тема, безусловно, бурно обсуждалась в Вашингтоне: Во время слушания по вопросам энергетической безопасности в Сенате, в течение которого поднимался вопрос о важности сохранения 40-летнего стратегического нефтяного резерва на случай экстренной ситуации, сенаторы забросали министра энергетики США Эрнеста Мониса просьбами снять ограничение. Этот шаг, которому рады многие американские производители нефти, случился в мрачный для них момент.

Сочетание резкого роста поставок нефти и экономической слабости привели к резкому падению цен на нефть в августе до шестилетнего минимума. Хотя производство в США в условиях низкой ценовой конъюнктуры продержалось лучше, чем ожидалось, благодаря технологическим усовершенствованиям и снижениям затрат, американские производители все равно сильно пострадали. Производство нефти с 2008 года возросло на 4,6 млн баррелей в день (б/д) до своего пика в 9,6 млн б/д в июне, добыча нефти в США снизилась на 9,1 млн б/д и, по прогнозам, в следующем году упадет еще на несколько сот тысяч б/д.

Поскольку добыча нефти из сланцевых скважин со временем быстро замедляется, производители должны продолжать бурение новых скважин для поддержания или развития производства. Это также означает, что американская добыча сланцевой нефти может ответить на изменения цен значительно быстрее, чем обычные нефтяные скважины. Но этот процесс по-прежнему занимает значительное время, и этот фактор, наряду с несколькими другими, уже в значительной степени повлиял на цены на нефть. С тех пор, как ОПЕК решила не сокращать добычу на совещании в ноябре 2014 года, группа производителей фактически увеличила производство более чем на 1 млн б/д. Дальнейшее влияние на ценообразование оказывает исторически высокий уровень мировых запасов, к которому после ожидаемого снятия санкций добавятся иранские баррели.

Снижение цен на нефть, как правило, идет на пользу американским потребителям и экономике. Цены на бензин в настоящее время застыли на самом низком уровне с 2006 года - на доллар с лишним ниже показателя прошлого года за тот же самый период - и, по прогнозам, снизятся до $2 за галлон к концу года. Расходы на топочный мазут и пропан на зиму, по прогнозам, снизятся на 25 и 18 процентов соответственно по сравнению с прошлым годом. Экономия бензина почти на $100 в месяц на семью предстанет в виде снижения налогов для потребителей и может стимулировать экономику США. (Хотя первоначальные обследования предполагали, что потребители, волнуясь по поводу экономических перспектив, скорее, сэкономят дополнительные деньги, чем их потратят, недавний анализ данных с кредитных карт показал, что они в действительности потратили большую часть своих сбережений на бензин).

Но дешевая нефть может также привести к непредсказуемым последствиям. Во-первых, обрадовавшись дешевизне, люди будут больше ездить, поощряя общее использование нефти. В долгосрочной перспективе, спрос на нефть в США снизится, но в краткосрочной перспективе, общее потребление нефти в США, по прогнозам, вырастет в этом году с 19,1 до 19,5 млн б/д. Из-за понижения цен люди могут забыть о том, что цены обязательно вырастут снова. Средняя экономия топлива новых автомобилей, проданных в Соединенных Штатах в сентябре, составила 0,6 миль на галлон с августовским пиком 2014 года, движимым снижением цен на бензин и последующим увеличением продаж пикапов, внедорожников и кроссоверов.

Во-вторых, низкие цены и снижение добычи нефти в США грозят подорвать импульс к формированию грамотной политики в ответ на сланцевую революцию. В-третьих, несмотря на пользу, которую получит американская экономика в целом от снижения цен на нефть, эта польза будет меньшей, чем в прошлом. Нефте- и газодобывающие штаты станут свидетелями снижения занятости - особенно Вайоминг, Оклахома и Северная Дакота. Об этом говорится в исследовании, проведенном Советом по международным отношениям. Общее воздействие подъема или снижения цен на макроэкономику США также снизится, поскольку уменьшается зависимость США от импорта.И, в-четвертых, хотя цены на нефть сегодня низки, они, вероятно, будут более изменчивыми в будущем из-за важных изменений на нефтяном рынке. Наконец, низкие цены создают повышенный риск политического и экономического хаоса в нефтедобывающих странах. Последствия в глобальном масштабе будут варьироваться от снижения затрат на войну против Исламского Государства и заканчивая дестабилизацией Карибского бассейна и Латинской Америки, которые уже давно зависят от венесуэльской щедрости.

Американцы, конечно, всегда радуются падению цен на нефть и бензин. И да, снижение цен на нефть - действительно хорошая новость для Соединенных Штатов. Но, раз США снова претендуют на статус энергетической сверхдержавы, необходимо остерегаться рисков, которые могут повлечь за собой низкие цены на нефть.

detroit7days.com

На закате нефтяного века. Альтернативы «черному золоту»: плюсы и минусы

Предыдущий материал -- об использовании природного газа на транспорте -- вызвал неожиданно оживлённые для узкой вроде бы темы споры. По результатам хотелось бы отметить два момента.

Первый момент. Как выяснилось, у многих сохраняется путаница между метаном и пропан-бутановой смесью. Предыдущий текст описывал только использование на транспорте метана (Ch5), как в сжатом (КПГ, компримированный природный газ), так и в сжиженном (СПГ, сжиженный природный газ) виде.

Еще один вариант «газа на транспорте»: пропан-бутановая смесь (C3H8 и C4h20), ее часто называют просто «сжиженным газом». Закрепившееся за этой смесью официальное название: сжиженные углеводородные газ (СУГ). В отличие от метана, эти газы сжижаются легко, при небольшом давлении и обычных температурах.

В понятие «газомоторное топливо» объединены оба вида газов, хотя условия их использования значительно различаются.

Второй момент связан с дискуссией о плюсах/минусах и экономической эффективности газомоторного топлива. Переход на различные заменители нефти – это не дань моде, а необходимость, вызванная ожидаемой стагнацией мировой нефтедобычи на фоне роста спроса. И если пока это не так заметно, особенно в нашей стране, то в дальнейшем этот разрыв буде только увеличиваться. Трудности, связанные с переходом на какие бы то не было альтернативы нефти естественны и очевидны. Но сравнивать новые варианты нужно не с использованием бензина или ДТ, которые будут все дороже, а в первую очередь между собой.

Неслучайно сейчас в мире рассматривается масса вариантов для замены нефти на транспорте. Много экзотики, типа водородной энергетики, или электромобилей, которые по различным причинам смогут занять лишь небольшую нишу. Биотопливо также показало свою несостоятельность – в подавляющем числе случаев энергозатраты на получение такого топлива примерно равны содержащейся в нём энергии. Определенные надежды ещё недавно связывали с так называемым биотопливом третьего поколения, основанным на синтезе биодизеля водорослями в огромных бассейнах, но пока себестоимость такого топлива превышает даже цену нефти.

На наш взгляд, реальных альтернатив нефти в транспортном секторе в среднесрочной, а возможно и в долгосрочной перспективе три. И все они связаны с ископаемым топливом.

  1. Использование на транспорте природного газа (метана) – это вариант был разобран в прошлом комментарии. Добавим к этому совсем свежую новость – в России появился первый трактор, работающий на метане.
  2. Использование на транспорте пропан-бутановой смеси
  3. Технология gas-to-liquid (газ-в-жидкость).

У каждого из вариантов - свои преимущества и недостатки. Основное преимущество использования метана на транспорте – большие запасы природного газа, которые позволят продлить «углеводородный век» еще где-то на столетие. О недостатках уже говорили – использование сжатого газа связано с необходимостью размещать на автотранспорте громоздкие баллоны. В случае же перехода от сжатого к сжиженному метану (что позволяет снизить объем хранилища для топлива), появляются новые проблемы, т.к. сжижается и хранится метан лишь при температурах около –165 С.

Пропан-бутановая смесь сжижается значительно проще, при небольшом давлении, и в этом смысле является удачным заменителем нефти. Проблема одна – рост объема добычи этих углеводородов ограничен. Источники пропана и бутана – либо попутный газ при добыче нефти, но в большей степени конденсат, выделяющийся вместе с добычей природного газа.

Если взглянуть на график предложения жидких топлив из долгосрочного прогноза ExxonMobil, то видно, что доля СУГ (NGL) составит даже к 2040 год едва ли 15 млн баррелей нефтяного эквивалента в день. Этот прогноз хорош тем, что «честно» представляет данные в пересчете на энергосодержание (баррель нефтяного эквивалента). Некоторые же исследования любят оперировать баррелями (или другими объемными показателями) СУГ, что внешне увеличивает их долю в общем объеме. Но не следует забывать, что энергосодержание в одном барреле СУГ составляет около 60-70% по сравнению с баррелем нефти.

 

 

Кроме того, далеко не весь пропан и бутан будет направляться в транспортную сферу. Во-первых, часть этих газов забирает нефтехимия. Во-вторых, эти газы также используются для бытовых целей в регионах, где нет системы централизованного газоснабжения.

Все эти факторы даже в долгосрочной перспективе объективно ограничивают использования пропан-бутановой смеси на транспорте отметкой не выше 10%. Правда, в нашей стране добыча СУГ может возрасти сильней, чем в мировом масштабе. До недавнего времени большую часть газа, добываемого «Газпромом», составлял так называемый «сухой» газ, т.е. преимущественно метан. Новые месторождения – газоконденсатные, что соответственно увеличит долю СУГ в российской добычи углеводородов. Кроме того, рост утилизации попутного газа также приведет к росту объемов поставляемых СУГ. Сейчас производство СУГ в России составляет 12 млн тонн в год, т.е. примерно 2,4% от нефтяной добычи.

Наконец, третий вариант решения проблемы дефицита нефти – технология «газ-в-жидкость», то есть получение жидкого топлива из природного газа. С точки зрения использования конечного продукта она оптимальна - на выходе мы будем иметь бензин или дизтопливо, идентичное по свойствам «обычным» да еще и с полным отсутствием серы и других вредных примесей. Этот казалось бы идеальный вариант пока не получает широкого распространения, так как при конверсии газ-в-жидкость теряется значительная часть запасенной в природном газе энергии. Подробный разбор этой проблематики – в продолжении.

www.odnako.org

Самый дешевый способ добычи нефти: фонтанный

Как добывают жидкое топливо

Чтобы получить доступ к залежам природного топлива, необходима энергия. Она может быть естественной, концентрирующейся в залежах, или подающейся в скважину извне.

Основные способы добычи:

Схема добычи нефтиСхема добычи нефти
  • газлифтный – жидкость поднимается как силой энергии пласта, так и при помощи сжатого газа, который закачивают с поверхности;
  • фонтанный – топливо само выплескивается на поверхность под воздействием естественных факторов;
  • механизированный – использование различных насосов и устройств.

Конкретная схема извлечения выбирается исходя из глубины залегания пласта, качественного состава жидкости, расстояния между соседними скважинами, географических и других условий.

Значительный прогресс был достигнут также в производстве оборудования для других технологий добычи. К середине 90-х большинство нефти добывалось уже при помощи электроцентробежных насосов, значительно упрощающих ведение работ.

Фонтанный способ считается наиболее рентабельным. С 50-х годов прошлого века технология постепенно совершенствовалась и уже к 70-м годам стала наиболее распространенной для российских месторождений. Чтобы поддержать постепенно ослабевающее пластовое давление, в скважины закачивали воду, продляя таким образом фонтанирование жидкости.

Фонтанная добыча

Фонтанирующую нефть поднимает на поверхность естественная или искусственная энергия. В первом случае ее двигает природное пластовое давление, во втором – его поддерживают, закачивая извне жидкие или газообразные вещества. Собственно, само такое искусственное регулирование уже можно считать разновидностью механизированной технологии.

Способы добычи нефтиСпособы добычи нефти

 

 

Самоизливание нефти из-под земли происходит, если пластовое давление выше, чем давление столба жидкости, находящейся в скважине. Устройство для фонтанной добычи нефтиУстройство для фонтанной добычи нефти

Этот способ лучше всего подходит для эксплуатации новых месторождений с высоким запасом природной энергии. Затем, чтобы извлечь остальное топливо, приходится применять другие, более затратные методы.

Специальная арматура позволяет надежно закрывать устье скважины и регулировать ее работу – контролировать давление, объем добычи топлива. Жидкость поступает на поверхность по колонне труб, которые опускают в скважину перед началом эксплуатации.

Фонтанная арматураФонтанная арматура

Также ставятся специальные клапаны, которые должны предотвратить аварийный выброс нефти.

Виды фонтанирования:

  • только жидкость без пузырьков газа;
  • «черное золото» с пузырьками, увеличивающими скорость выхода на поверхность.

Чаще всего встречается второй вид фонтанирования. Энергия газа позволяет интенсифицировать процесс, для чего не требуется обеспечивать высокое забойное давление.

Преимущества фонтанного способа

Фонтанная и газлифтная добыча нефти

Этот способ не зря считается самым экономичным и прибыльным. Он наиболее дешевый благодаря ряду преимуществ:

  • минимум необходимого оборудования;
  • использование энергии пластов для поднятия нефти, незначительный ее расход, исключающий быстрое падение давления;
  • технология предусматривает расчет допустимой депрессии на залегающий пласт для обеспечения оптимального коэффициента продуктивности скважины;
  • легко устанавливается нужный режим работы;
  • доступность применения современных методов исследования пластов;
  • управление работой дистанционно;
  • длительный межремонтный период при эксплуатации;

Фонтанный способ добычи – самый выгодный, однако возможность его применения на конкретном участке зависит от многих факторов: качества жидкого топлива, насыщения газом, особенностей залегания пласта, его свойств и др.

Реклама партнеров

Видео: Эксплуатация скважин с уэцн

Похожие статьи

promtu.ru